裂纹闭合临界状态磁特性表征模型

作     者：邢海燕 朱孔阳 张钋 刘传 段成凯 刘伟男 刘超 XING Haiyan;ZHU Kongyang;ZHANG Po;LIU Chuan;DUAN Chengkai;LIU Weinan;LIU Chao

作者机构：东北石油大学机械科学与工程学院大庆163318 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2023年第34卷第4期

页      面：414-420页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0823[工学-交通运输工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：黑龙江省自然科学基金联合引导项目(LH2019A004) 国家自然科学基金(11272084)。 

主　　题：裂纹闭合 力磁效应 磁特性参数 表征模型 铁磁性材料 

摘      要：针对工程实际中低周疲劳裂纹闭合状态难以判定与表征的问题,研究了基于磁特性参数的裂纹闭合临界状态表征规律及模型。以Q235B钢为实验材料,进行分级加载、卸载实验,采用TSC-5M-32金属磁记忆检测仪采集磁特性参数,研究了裂尖裂尾不同塑性区对磁场的影响,通过对比柔度微分法,确定裂纹闭合临界载荷来分析裂纹闭合临界状态磁特性参数ΔH_(p)变化规律。结果表明:载荷小于裂纹闭合临界点Pop时裂纹闭合,ΔH_(p)出现极小值拐点;载荷等于Pop时处于裂纹闭合临界状态,ΔH_(p)向上剧烈跳变出现转折点;载荷大于Pop时,裂纹完全张开,ΔH_(p)维持在较高的水平上下波动。最后在实验的基础上,建立了基于合成磁特性参数ΔH_(p)的裂纹闭合状态表征模型,验证结果表明,模型加载阶段和卸载阶段的模型预测值与实测值的最大相对误差分别为9.398%和11.549%,为工程实际中判断并表征裂纹闭合状态提供新的思路。